Способ автоматического управленияпроцессом получения формальдегида

 

Союз Советских

Социалистических

Рвспубпик

} «804627

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (5 )М. Кл.з (22) Заявлено 03.08 ° 79 (21) 2805123/23-26

С 07 С 47/04

С 05 )3 27/00 с присоединением заявки йо— государственный коинтет

СССР но аеааи изобретений н открытнй (23) Приоритет—

Опубликовано 150281 Бюллетень Йо б

Дата опубликования описания 170281 (53) УДН 66.012-52 (088. 8) -,..1. дреев А А Зубо

),т „-. . («,; (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54)СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ

ПОЛУЧЕНИЯ ФОРМАЛЬДЕГИДА

Изобретение относится к автоматическому регулированию технологичес- ких процессов и может быть использовано в химической промышленности при автоматизации процесса получения формальдегида.

Известен способ регулирования химического процесса путем поддержания стехиометрического соотношения исход- 1О ных компонентов изменением расхода одного иэ них с коррекцией по приросту температуры в реакторе (1).

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ автоматического управления процессом получения формальдегида путем регулирования соотношения расходов воды,и метанола в смеситель изменением подачи воды с коррекцией по плотности смеси, регулирования уровня смеси в спиртоиспарителе изменением подачи метанола, стабилизации подачи воздуха в спиртоиспаритель и управле- 2с ния подачей теплоносителя в теплообменник в зависимости от текущего и заданного значений температуры в реакторе (2) .

Недостаток известных способов управления заключается в том, что они не позволяют повысить производительность процесса.

Цель изобретения — повышение производительности процесса.

Поставленная цель достигается тем, что при текущих значениях температуры в реакторе, меньших»заданного значения, подачу теплоносителя стабилизируют на достигнутом уровне и дополнительно увеличивают подачу воздуха.

При получении формальдегида в реакторе с пемзо-серебряным катализатором протекают реакции дегидрирования метанола с последующим окислением части водорода.

СН ОН-»СИ О + П вЂ” 20 ккал/моль(1)

Н2+ 0,5 От- Н20 + 58 ккал/моль (2)

3 и реакция окисления метанола

СН ОН + 0,5 О; СН,О + Н,О +

+ 38 ккал/моль, (3) а также побочные реакции

СИ ОН + 1,5 О,- СО + 2.Н О +

+ 171 ккал/моль (4)

CHgO CO + Н 2 + 1, 3 ккал/моль (5)

СН О +О -+СО + Н О+

+ 124,5 ккал/моль (6)

СН О + О, 5 0 .} НСООН (7)

Увеличение подачи теплоносителя в теплообменник спиртоиспарителя вызывает увеличение концентрации мета804627 нома в реакционной смеси. При неизмен. ной подаче воздуха это ведет к усилению реакции дегидрирования (1)и снижению температуры контактирования в реак-.оре.

Увеличение подачи воздуха в спиртоиспаритель снижает концентрацию ме5 танола в реакционной смеси. При неизмеввой подаче теплоносителя в спиртоиспаритель это ведет к увеличению расхода реакционной смеси и усилению реакции окисления метанола (3), а также побочных реакций(4-7), что вызывает повышение температуры контактированмя в реакторе.

Уменьшение подачи метанола с целью увеличения температуры в каталитическом реакторе снижает концентрацию метанола в реакционной смеси, но при неизменной подаче воздуха в спиртоиспаритель усиливает реакцию окисления метанола (3)за счет ослаб- 20 ления реакции дегидрирования(1) метанола. Выход формальдегида при этом ниже, чем при увеличении подачи воздуха в спиртоиспаритель. Чтобы увеличить выход формальдегида, необходимо усилить реакции дегидрирования (1) и окисления метанола(3) и ослабить побочные реакции(4-7) . Это достигается увеличением концентрации метанола в смеси при положительном отклонении температуры в реакторе от заданной и снижением концентрации метанола в смеси при одновременном увеличении расхода смеси при отрицательном отклонении температуры.

На чертеже приведена блок-схема системл, реализующей способ.

Система содержит смеситель 1, в котором осуществляется смешение метанола и воды в заданном соотношении, поддерживаемом контуром стаби- 40 лизации соотношения воды и метанола, содержащем датчик 2 расхода метанола датчик 3 расхода воды, датчик 4 плотности смеси, регулятор 5 плотности смеси, регулятор 6 соотношения метанол-вода, клапан 7, установленный на линии подачи воды 8, спиртоиспаритель

9 с вын:сной греющей камерой 10 и теплообменником 11, в которых осуществляется испарение спиртоводной смеси; контур стабилизации уровня спиртоводной смеси в спиртоиспарителе, содержащий датчик 12 уровня, регулятор 13 уровня, клапан 14, установленный на линии подачи метанола

15 контур стабилизации расхода возду-55 ха в спиртоиспарителе, включающий воздуходувку 16, датчик 17 расхода воздуха, регулятор 18 расхода воздуха каталитический реактор 19, контур регулирования температуры каталити- 69 ческого реактора,. содержащий датчик

20 температуры, эадатчик 21, схему

22 сравнения, осуществляющую сравнение текущего и заданного значений температуры в реакторе 19 знаковую схему 23 разделения, разделяющую сигнал отклонения температуры по знаку, регулятор 24 расхода теплоносителя в теплообменник спиртоиспарителя, клапан 25; установленный на линии подачи теплоносителя 26, дополнительный регулятор 27, изменяющий задание регулятору расхода воздуха 18.

Способ осуществляют следующим образом.

Температуру в каталитическом реакторе 19 измеряют датчиком 20 и сравнивают с заданным значением, формируелым задатчиком 21 в схеме 22 сравнения. При положительном отклонении температуры сигнал отклонения, выделенный знаковой схемой 23 разделения, подают на регулятор 24 расхода теплоносителя, который управляет клапаном 25, установленным на линии подачи теплоносителя 26. При отрицательном отклонении температуры сигнал отклонения, выделенный знаковой схемой 23 разделения, подают на дополнительный регулятор

27 и прекращают управление подачей теплоносителя в теплообменник спир тоиспарителя 11. Регулятор 27 меняет задание регулятору 18 расхода воздуха. Расход воздуха при этом увеличивается по сравнению с номинальным.

Данный способ позволяет повысить производительность реактора без увеличения мощности установки на 5Ъ.

Формула изобретения

Способ автоматического управления процессом получения формальдегида путем регулирования соотношения расходов воды и метанола в смеситель изменением подачи воды с коррекцией по плотности смеси, регулирования уровня смеси в спиртоиспарителе изменением подачи метанола, стабилизации подачи воздуха в спиртоиспаритель и управления подачей теплоносителя в теплообменник в зависимости от текущего и заданного значений температуры в реакторе, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения производительности процесса, при текущих значениях температуры в реакторе, меньших заданного значения, подачу теплоносителя стабилизируют на достигнутом уровне его расхода и дополнительно увеличивают подачу воздуха.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 226559, кл. В 01 J 1/01, 1967.

2. "Технологический регламент

9 159 poH o T o M HH H агрегате с "пемзо-серебряным катализатором". Кемерово, п/о "Карболит".

804627

Составитель Г. Огаджанов

Заказ 10810/38 Тираж 454 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Раушская наб. д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4